機(jī)器視覺鏡頭

影像太小相對于物體的放大率

放大鏡頭

=b/a

=NA/NA’

=機(jī)器視覺相機(jī)元素尺寸/視場實(shí)際尺寸

電子放大率是用相機(jī)拍照成像在CCD上的像呈現(xiàn)在顯示器的放大倍數(shù)

顯示器放大率是被拍物體通過機(jī)器視覺鏡頭成像顯示在顯示器上的放大倍數(shù)

顯示器放大率=（光學(xué)放大率）×（電子放大率）

例子：光學(xué)放大率=0. 2X, CCD大小1/2（對角線長8mm）,顯示器14〃

電子放大率=14×25.4/8=44.45（倍）

顯示器放大率=0.2×44.45=8.89（倍） （1寸=25.4mm）

視場是機(jī)器視覺鏡頭與機(jī)器視覺相機(jī)連接時(shí)物體可被看見的范圍大小

視場的大小是：（CCD格式大?。?（光學(xué)放大率）

例子：光學(xué)放大率=0.2X，CCD1/2〃（4.8mm長，6.4mm寬）

視場大?。洪L=4.8/0.2=24（mm）

寬=6.4/0.2=32（mm）

（1）WD物距工作距離（Work Distance，WD）。

（2）FOV視場視野（Field of View，F(xiàn)OV）

（3）DOV景深（Depth of Field）。

（4）Ho：視野的高度

（5）Hi：攝像機(jī)有效成像面的高度（Hi來代表傳感器像面的大小）

（6）PMAG：鏡頭的放大倍數(shù)

（7）f：鏡頭的焦距

（8）LE：鏡頭像平面的擴(kuò)充距離

搭配技巧

1、相機(jī)的主要參數(shù)：

感光面積SS（Sensor Size）

2、機(jī)器視覺鏡頭的主要參數(shù)：

焦距FL（Focal Length）

最小物距Dmin（minimum Focal Distance）

3、其他參數(shù)：

視野FOV（Field of View）

像素pixel

FOVmin=SS（Dmin/FL）

如：SS=6.4mm，Dmin=8in，F(xiàn)L=12mm pixel=640*480

則：FOVmin=6.4（8/12）=4.23mm 4.23/640=0.007mm

如果精度要求為0.01mm，1pixels=0.007mm<0.01mm

結(jié)論：可以達(dá)到設(shè)想的精度

機(jī)器視覺鏡頭的選用應(yīng)考慮一下幾點(diǎn)：

1）鏡頭尺寸應(yīng)等于或大于攝像機(jī)成像面尺寸。例如：1/3″相機(jī)機(jī)可選1/3″～1″整個(gè)范圍內(nèi)的鏡頭，但水平視角的大小都是一樣的。只是使用大于1/3″的鏡頭能夠更多地利用成形，更精確了鏡頭中心光路，所以可提高圖像質(zhì)量和分辨率。

2）選用合適的鏡頭焦距。焦距越大，監(jiān)看距離越遠(yuǎn)，水平視角越小，監(jiān)視范圍越窄；焦距越小，監(jiān)看距離越近，水平視角越大，監(jiān)視范圍越寬。鏡頭焦距可按照以下公式估算。

f=A×L/H

(f--鏡頭焦距；A--攝像機(jī)CCD垂向尺寸；L--被攝物體到鏡頭距離；H--被攝物體高度)

格式 1英寸 2/3英寸 1/2英寸 1/3英寸 1/4英寸

CCD垂向尺寸 9.6㎜ 6.6㎜ 4.8㎜ 3.6㎜ 2.7㎜

3）考慮環(huán)境光線的變化，光線對圖像的采集效果起著十分重要的作用。一般來說，對于機(jī)器視覺系統(tǒng)環(huán)境，我們選用手動(dòng)光圈鏡頭，將光圈手調(diào)到一個(gè)比較理想的數(shù)值后就可不動(dòng)了。

4）考慮最佳視場范圍。因?yàn)殓R頭焦距和水平視角成反比，因此既想看得遠(yuǎn)，又想看得寬闊和清晰，這是無法同時(shí)實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)焦距的鏡頭都只能在一定范圍內(nèi)達(dá)到最佳的監(jiān)看效果，所以如果監(jiān)看的距離較遠(yuǎn)且范圍較大，最好是增加攝像機(jī)的數(shù)量，或采用電動(dòng)變焦鏡頭配合云臺(tái)安裝。

5）鏡頭接口與攝像機(jī)接口要一致?，F(xiàn)在的攝像機(jī)和鏡頭通常都是CS型接口，CS型攝像機(jī)可以和CS型、C型鏡頭配接，但和C型鏡頭接配時(shí)，必須在鏡頭和攝像機(jī)之間加接配環(huán)，否則可能碰壞CCD成像面的保護(hù)玻璃，造成CCD攝像機(jī)的損壞。C型攝像機(jī)不能和CS型鏡頭配接。

應(yīng)用領(lǐng)域

工業(yè)檢測、工業(yè)測量、工業(yè)監(jiān)控、儀器儀表、顯微成像、機(jī)器視覺等領(lǐng)域。